專利名稱：變電站低壓交流電源可編程切換系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種變電站站用電智能可編程邏輯控制裝置，尤其是變電站低壓交流 電源可編程切換系統(tǒng)。
背景技術：
在llOkV無人值守變電站中，所用電源一般采用兩臺站用變高壓側并列運行、低 壓側一主一備工作模式。主備的切換完全依靠所用工作電源開關輔助接點直接或經延時繼 電器啟動備用電源投入。這種所用電源主備切換電路存在著較為嚴重的缺陷，主要表現在 以下一些方面站用變所在線路運行工況受電方無法掌控。在有外接站用變的變電站中，當外 接站用變所T接的線路發(fā)生單相接地或高壓跌落保險單相熔斷時，所用電源低壓側會出現 缺相、欠壓等故障，現有的所用備自切換系統(tǒng)受制于自身元器件缺陷制約，根本識別不出上 述已出現的故障，而完成應有的自動切換工作。主備電源故障后自動投切辨識標的不完全， 備自投功能基礎不完善。現有切換系統(tǒng)主備投切判據較為簡單，只是將主工作電源開關輔 助接點動作作為啟動備用電源唯一判據，缺乏有壓與無壓的檢測判別，極易造成誤動。在母 線或引出線上發(fā)生持續(xù)性故障時，備用電源有可能會被多次投入到故障元件上，造成更嚴 重的事故。主備切換邏輯完全依靠傳統(tǒng)繼電器控制回路實現，繼電器多，觸點多，屬于硬邏 輯范疇。在繼電器觸點出現粘連或振動強度較大時，較容易出現誤動、拒動等可靠性下降現 象。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種變電站低壓交流電源可編程切換系統(tǒng)，能夠實現具有自 愈、自適應、自恢復能力的變電站低壓交流備用電源自動投入方案。為實現上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是一種變電站低壓交流電源可編程切換系統(tǒng)，其特別之處在于，包括可編程控制器， 該可編程控制器通過交流采集回路與所有電源進線及母線連接從而獲取進線側三相電壓 和母線電壓，該可編程控制器通過擴展I/O電路與相應開關連接從而獲取開關位置信息， 該可編程控制器還通過隔離驅動放大電路與電源開關連接從而控制相應電源開關的通、 斷。其中可編程控制器還與一存儲器連接。本發(fā)明特別適用于兩套或多套N+1所用低壓電源經常輪換工作的場所，在出現事 故時將至少有一路電源工作，在事故消除后系統(tǒng)自動恢復原方式運行，完全不需要人工干 預就能有效、可靠保證供電系統(tǒng)的持續(xù)運行。提高了站用電控制設備與現代電力生產管理 制度的適應性，完善了變電站站用電設備與綜合自動化集控、調度主站數據交換能力；由于 只是對現存所用電源系統(tǒng)控制回路進行更改，主回路的斷路器、空氣開關、電力電纜等元件 并不進行更換，故總體應用成本較低。可在改造成本不大的情況下將其廣泛應用在各種電壓等級的變電站所用電源低壓備自投入系統(tǒng)中，尤其適應于35-750kV無人值守變電站。


附圖1為本發(fā)明的電路原理框圖；附圖2為本發(fā)明的擴展I/O電路部分的原理框圖；附圖3為本發(fā)明的隔離驅動放大電路部分的原理框圖；附圖4為本發(fā)明的交流采集回路部分的原理框圖；附圖5為本發(fā)明中PLC的主程序流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖來對本發(fā)明作進一步詳細的說明如圖1所示，可編程控制器采用Omron-cpmlA-PLC，其完成運行方式的識別和動作 邏輯判別、動作邏輯輸出。如圖2所示，擴展I/O電路采用了專用抗電磁干擾模塊和電路，使得裝置具有很強 的抗干擾能力，開關、刀閘位置信息開關量輸入部分采用了光電隔離，同時外加濾波電路， 強電和弱電完全分開；檢測時若開關閉合，則+12V電壓加在光耦的1、2端，相應的光耦的 3、4端導通，被82551/0擴展芯片的P27引腳檢測到，再通過74533p鎖存芯片傳送給PLC從 而或取相應開關的通、斷信息，反之亦然。如圖3所示，隔離驅動放大電路檢測時PLC輸出DC+24V信號加在光耦的1、2端， 相應的光耦的3、4端導通，此時三極管截至，繼電器J1不動作，反之繼電器J1動作。如圖4所示，交流采集回路采集主備電源進線側ABC三相電壓、母線相電壓L，通過 變壓器PT降壓后，再經交流電量變送器裝置變?yōu)? 5V信號送至PLC電量采集單元，電量 采集單元通過A/D變換后作為判據輸入到Omron-cpmlA-PLC單元進行判別。如圖5所示，主備電源進線側ABC三相電壓、母線電壓U<2 (相對地電壓)作為 啟動信號，檢測U<2是否大于定值UT，UT—般取為相電壓標準值的70%。進行電壓比值判 斷，如果某一相小于0. 7UT，經延時確認仍成立，則認為主供電源發(fā)生故障，對其發(fā)出跳閘指 令，經斷路器輔助接點位置狀態(tài)確認其處于分閘狀態(tài)后，再對備用電源進線斷路器發(fā)合閘 指令；運行一段時間后，若主供電源由故障恢復正常，則自動斷開備用電源，投入主供電源， 令系統(tǒng)恢復原運行方式。而動作邏輯部分主要靠梯形圖程序完成，實現獲得的數據計算、內 部參數計算、通信數據按一定通訊協(xié)議的收發(fā)、低壓進饋線斷路器分合邏輯控制等功能，相 關程序軟件屬于本領域現有技術。1、本發(fā)明包括利用CX-P編程軟件編制的控制程序軟體，包括以可編程控制器為 核心并輔以相關的外圍電路組成的站用電進線或母聯備自投自動投切系統(tǒng)，包括為實現遙 測、遙信、遙控功能而采用的各種標準化、模塊化的微處理器、數據通信接口。2、利用CX-P編程軟件編制的控制程序軟體，實現不同的軟邏輯設定，智能適應多 種功能的備投需求，可同時實現各種運行方式復雜和邏輯功能復雜的備用電源自投。3、以可編程控制器為核心并輔以相關的外圍電路最終完全替代常規(guī)機電式繼電 器及控制回路。4、通過RS485通信系統(tǒng)，向遠方綜合自動化集控、調度主站發(fā)出站用電設備的各種遙測、遙信信號，可對所用系統(tǒng)低壓側進行集控站式遠方投切，也可在程序軟體中進行時 間設置，實現自動輪巡定期切換。5、特別適用于兩套或多套N+1所用低壓電源經常輪換工作的場所，可實現簡單或 復雜所用系統(tǒng)備用電源自投功能?？赏瑫r測量判斷母線和多條線路的運行情況，并根據不 同的方式和狀態(tài)，智能執(zhí)行不同的備用電源自投策略，在出現事故時將至少有一路電源工 作，在事故消除后系統(tǒng)自動恢復原方式運行，完全不需要人工干預就能有效、可靠保證供電 系統(tǒng)的持續(xù)運行。6、可適應任何廠家生產的低壓進線或母聯分段斷路器。只是對現存所用電源系統(tǒng) 控制回路進行更改，主回路的斷路器、空氣開關、電力電纜等元件并不進行更換，總體應用 成本較低。無人值守變電站站用工頻交流電源的連續(xù)、穩(wěn)定、可靠是站內一二次設備安全運 行的基本條件，尤其在事故情況下的所用電系統(tǒng)安全切換，對減少事故損失、保護人身與設 備安全更是至關重要。1、解決有外接站用變的無人值守站所用低壓系統(tǒng)在缺相、欠壓時不能自動切換問 題，為所用系統(tǒng)在事故時智能切換、正常時定期切換提供一種全新的控制平臺。2、智能判斷所用系統(tǒng)I、II段運行工況，在出現低壓端永久性短路故障時，避免所 用備自投投入后系統(tǒng)瓦解、全站低壓交流負載失壓。3、縮短無人值守站所用系統(tǒng)故障后備自投裝置投入響應時間，避免全站低壓負載 長期缺相、欠壓運行。4、減少因所用系統(tǒng)缺相、欠壓對直流充電模塊、高壓電動隔離開關、軸流電動機、 強油風冷風機等設備的電磁沖擊力度，避免因電源問題造成的些許設備故障，延長設備壽 命。5、可實現簡單或復雜所用系統(tǒng)備用電源自投功能?？赏瑫r測量判斷母線和多條線 路的運行情況，并根據不同的方式和狀態(tài)，智能執(zhí)行不同的備用電源自投策略，大幅提高了 切換所用系統(tǒng)的操作可靠性。6、可對所用系統(tǒng)低壓側進行集控站式遠方投切，也可在程序軟體中進行時間設 置，實現自動輪巡定期切換。
權利要求
一種變電站低壓交流電源可編程切換系統(tǒng)，其特征在于包括可編程控制器，該可編程控制器通過交流采集回路與所有電源進線及母線連接從而獲取進線側三相電壓和母線電壓，該可編程控制器通過擴展I/O電路與相應開關連接從而獲取開關位置信息，該可編程控制器還通過隔離驅動放大電路與電源開關連接從而控制相應電源開關的通、斷。
2.如權利要求1所述的變電站低壓交流電源可編程切換系統(tǒng)，其特征在于其中可編 程控制器還與一存儲器連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種變電站站用電智能可編程邏輯控制裝置，尤其是變電站低壓交流電源可編程切換系統(tǒng)，其特點是，包括可編程控制器，該可編程控制器通過交流采集回路與所有電源進線及母線連接從而獲取進線側三相電壓和母線電壓，該可編程控制器通過擴展I/O電路與相應開關連接從而獲取開關位置信息，該可編程控制器還通過隔離驅動放大電路與電源開關連接從而控制相應電源開關的通、斷。本發(fā)明特別適用于兩套或多套N+1所用低壓電源經常輪換工作的場所，在出現事故時將至少有一路電源工作，在事故消除后系統(tǒng)自動恢復原方式運行，完全不需要人工干預就能有效、可靠保證供電系統(tǒng)的持續(xù)運行，尤其適應于35-750kV無人值守變電站。
文檔編號H02J9/06GK101872999SQ20101021915
公開日2010年10月27日 申請日期2010年7月7日 優(yōu)先權日2010年7月7日
發(fā)明者王國軍, 鄧世杰 申請人:寧夏電力公司吳忠供電局